Бабочки морфо — символические виды тропических лесов Амазонки, известные своими металлическими оттенками синего и зеленого. Несмотря на их бросающийся в глаза внешний вид и захватывающую биологию, крупномасштабные усилия по секвенированию генома до сих пор игнорировали их.

В новой статье, опубликованной в журнале GigaScience с открытым доступом, Элоиза Бастид и ее коллеги из IDEEV в Гиф-сюр-Иветт и из Национального музея естественной истории в Париже представляют первые полноразмерные последовательности генома трех видов бабочек Morpho. : Морфо обыкновенный голубой (M. helenor), морфо ахиллесов (M. achilles) и морфо дейдамия (M. deidamia). Данные здесь дают возможность исследовать, как две бабочки существуют в одном и том же регионе и выглядят одинаково, но остаются отдельными видами.

Эти три вида морфо сосуществуют в одной и той же среде обитания, то есть живут в «симпатрии», как называют это биологи-эволюционисты. Предыдущие исследования также показали, что самцов морфо привлекают узоры крыльев других подобных видов, помимо их собственных. Для нашего понимания процесса видообразования возникает вопрос, который долгое время интересовал биологов-эволюционистов: если близкородственные виды живут в одной и той же среде обитания, и особи разных видов испытывают сексуальное влечение друг к другу, каков репродуктивный барьер? что делает их различимыми и предотвращает смешение отдельных видов обратно в один?

Часть ответа может заключаться в поведении бабочек. Если виды активны в разное время суток, они с меньшей вероятностью столкнутся с особями своих сестринских видов, тем самым сохраняя репродуктивную изоляцию.

Другие ответы на вопрос, как симпатрические виды Morpho могут стать и оставаться обособленными, можно найти в их геномах. Авторы нового исследования GigaScience сравнили геномы трех видов Morpho и обнаружили, что их генетический состав в целом очень похож. Однако есть одно заметное исключение на так называемой Z-хромосоме (одна из половых хромосом бабочек), где были обнаружены множественные крупномасштабные перестройки геномного материала, и теперь, благодаря этой новой высококачественной последовательности генома , эти перестановки можно охарактеризовать очень подробно.

Для определения пола у бабочек самки имеют конституцию половой хромосомы WZ, а самцы - ZZ. Из-за геномных инверсий между сестринскими видами возникает генетическая несовместимость, которая разделяет идентичность видов, даже если они живут в одной среде обитания.

В целом, новая высококачественная сборка и аннотация этих трех видов бабочек Morpho выявили различия в числах хромосом, наличие нескольких длинных инверсий в Z-хромосоме и генетическую дивергенцию среди копий генов, которые могут играть значительную роль в репродуктивной изоляции. . Подобные механизмы были описаны ранее у других видов бабочек, но в этой новой работе символические бабочки Морфо рассматриваются как один из организмов, где фундаментальные вопросы эволюции могут быть изучены на детальном геномном уровне, и обеспечивают гораздо более глубокое понимание процессов эволюции. видообразование.

Механизмы, лежащие в основе развития и сохранения новых видов, могут дать больше информации о том, как поддерживать биологическое разнообразие. Как отмечают авторы в заключение, «исследование открывает новые возможности для изучения экологических и геномных факторов, участвующих в симпатрическом видообразовании и его усилении».

https://phys.org/news/2023-05-amazonian-morpho-butterflies-eco-evolutionary.html